B7-DC介导的肝脏巨噬细胞功能群的免疫特性及干预

Macrophages account for the majority of immune cells in liver and play a key regulatory role in immune homeostasis. Complex heterogeneity in differentiation, phenotype and function featured by hepatic macrophages profoundly influences liver physiological state, disease pathogenesis and prognosis. The conceptual nature of the significance merits continuing studies in this field, where it still remains largely unexplored. As an extension of our previous work, we set out to focus on B7-DC highly expressed hepatic macrophage population (abbrev. B7-DChigh macrophages). We seek to first delineate the significance of aberrant overexpression of B7-DC on macrophage membrane in response to inflammatory stimulation. Thereby, to establish accurate relationship of B7-DC to certain immunological characteristics of macrophages and to complete analysis of B7-DChigh macrophages’ origin, phenotypical trait and function. On this basis, novel correlation of macrophages to hepatic inflammation will be established. At the meantime, we will also attempt to ameliorate hepatic inflammation by using novel structural molecules which are able to exert their targeted intervention effects for dysregulated function of hepatic macrophages mediated by B7-DC. Our project will help expand understanding of the heterogeneity of macrophages, discover their unique patterns as response to inflammatory microenvironment and obtain invaluable perspectives on the molecular structure of new drug. Herein, original experimental data on treatment of hepatic inflammation will be provided.

巨噬细胞是肝脏中占比最高的免疫细胞，在肝脏免疫稳态的维持与重塑中，发挥关键调控作用。肝脏巨噬细胞在分化、表型及功能多方面所呈现的复杂异质性影响肝脏的生理状态与疾病发生发展，但是该方面的研究尚留存大量空白。本项目拟基于前期工作结果，以肝脏中高表达B7-DC的巨噬细胞功能群（简称：B7-DChigh巨噬细胞）为研究对象，从解析其在响应炎性信号时，细胞膜表面B7-DC表达水平提高的意义入手，建立B7-DC与巨噬细胞呈现特定免疫特性之间的确切关联；完成B7-DChigh巨噬细胞起源、表型特征、功能的分析，在此基础上，建立巨噬细胞与肝脏炎症之间的新型联结关系；运用新结构药源分子，开展靶向干预B7-DC介导的巨噬细胞炎性，以改善肝脏炎症的尝试。研究结果有助于拓展对巨噬细胞异质性的了解，发现巨噬细胞在调控肝脏炎性微环境稳态中新的响应方式，获取新结构药源分子相关信息，为肝脏炎症的治疗提供新的实验数据。

巨噬细胞在分化、表型及功能多方面所呈现的复杂异质性影响肝脏等组织的生理状态与疾病的发生发展，但是该方面的研究尚留存大量空白。本项目基于前期工作结果，从研究肝脏中高表达B7-DC的巨噬细胞功能群（简称：B7-DChigh巨噬细胞）出发，进行了B7-DC介导的巨噬细胞功能群落的免疫特性及靶向干预的相关研究。项目首先完成了对肝脏中B7-DChigh巨噬细胞的来源、表型、功能极化特征及关键细胞因子的分析：运用脂质体包裹的氯膦酸盐敲除肝脏巨噬细胞的实验，并结合特异敲除髓系来源巨噬细胞的CCR2-DTR转基因小鼠及骨髓移植模型的应用，确认B7-DChigh巨噬细胞的分化来源为髓系单核-巨噬细胞；功能极化表型研究发现该亚群不同于经典M1/M2表型，在高表达B7-DC的同时，还高表达B7H3、IL-21R及IL-15Rα，参与该群落细胞分化极化的关键转录因子为Arnt 2；关键细胞因子为Betacellulin (BTC)、Pentraxin-3 (TSG-14)。由此通过基因、分子及细胞水平的研究，实现了对这一巨噬细胞群落的细胞生物学属性的系统描述；在此基础之上，研究运用了多种动物模型（肝脏代谢性炎症、肥胖、AIH及炎癌转化小鼠模型等），对B7-DChigh巨噬细胞的免疫学功能进行了研究，不仅建立了B7-DChigh巨噬细胞的功能与肝脏炎症进展之间的确切关联，阐释了其作用特点，而且发现B7-DChigh巨噬细胞在炎癌转化、肿瘤微环境免疫稳态调控中的新功能，由此获得对该群巨噬细胞生物学特性的较为系统的了解。本项目研究的意义体现在以下几方面：1. 通过对B7-DChigh 巨噬细胞的细胞生物学属性、调控肝脏炎症、炎癌转化与免疫微环境稳态的功能解析，建立了该群落巨噬细胞与炎症、免疫微环境调控之间的新型联结关系，研究结果有助于拓展对巨噬细胞异质性的了解，并发现巨噬细胞在炎性微环境稳态中新的响应方式。2. 在研究B7-DC调控巨噬细胞的炎性过程中，发现了B7-DC的新功能；而通过剖析B7-DC介导的信号转导分子网络，发现了巨噬细胞表面的新膜功能分子群。3. 药源分子及细胞类living drug靶向干预效应的评估，为相关疾病治疗策略提供了新的科学基础，本项目研究工作超额完成了计划任务书中所定的研究目标。